基于Ad Hoc网络的多机器人通信路由协议研究

发布时间：2017-10-03 01:37

  本文关键词：基于Ad Hoc网络的多机器人通信路由协议研究

  更多相关文章： 多机器人通信 Ad Hoc自组织网络 NS2网络仿真 AODV路由协议 路由代价

【摘要】：通信是多机器人之间交换信息和协作的基础,而采用合适的通信路由协议是保障数据信息传输的有效性与可靠性的前提条件。Ad Hoc无线网络作为一种典型的自组织移动通信网络,能够支持网络拓扑结构的动态变化和数据报文的多跳转发,是解决多机器人系统通信问题的一种可行的方案。由于Ad Hoc无线网络中网络拓扑结构的动态变化,传统的路由协议不再适用,因而路由协议一直都是Ad Hoc无线网络的一个研究热点。本文首先介绍了当前多机器人系统主要的通信方式,并分析了各种通信方式的特点。接着详细地介绍了Ad Hoc无线网络以及目前已有的各种路由协议。按照不同的分类重点介绍了Ad Hoc无线网络中典型的AODV路由协议,DSDV路由协议和DSR路由协议的实现原理,对几种典型的路由协议进行了仿真,并根据仿真结果分析了各自的性能和特点。本文对AODV路由协议进行了较为深入的研究,详细介绍了AODV路由协议的特点和工作机制,并指出了其存在的不足。在分析了AODV路由协议存在的问题的基础上,本文从三个方面对其进行了优化：(1)为了减轻网络中的拥塞,在协议的路由发现过程中引入了一种节点跨层拥塞算法,节点通过将MAC层信息共享至网络层,避免处于拥塞状态的节点参与路由;(2)在协议路由发现过程中,为了提高所选路由的稳定性,建立了一种能够同时考虑节点跳数和节点移动性的路由代价函数,源节点通过路由代价选择路由；(3)在路由发现过程中,为了充分地利用源节点收到的路由回复信息,使源节点除了维护一条到达目的节点的主路由之外,增加一条到达目的节点的备用路由,提高路由的可靠性。通过对优化之后的路由协议的仿真分析,表明提出的算法改进了AODV路由协议的不足。本文以NS2为网络仿真平台对AODV路由协议和改进后的AODV路由协议进行了大量的仿真实验,通过对仿真结果的分析,表明改进的AODV路由协议能够在节点移动性较高的网络环境下提高分组投递率,并且降低网络延时与路由开销,有效地提高网络性能。
【关键词】：多机器人通信 Ad Hoc自组织网络 NS2网络仿真 AODV路由协议 路由代价
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 多机器人通信的研究现状11-12
• 1.2.2 Ad Hoc自组织网络研究现状12-14
• 1.3 论文主要内容与结构14-16
• 第二章 多机器人通信与Ad Hoc网络16-34
• 2.1 多机器人通信方式16-17
• 2.2 多机器人通信机制17-18
• 2.3 Ad Hoc网络概述18-20
• 2.3.1 Ad Hoc网络的定义18
• 2.3.2 Ad Hoc网络的特点18-19
• 2.3.3 Ad Hoc网络的应用19-20
• 2.4 Ad Hoc网络路由协议概述20-26
• 2.4.1 Ad Hoc网络路由协议的分类21-22
• 2.4.2 表驱动类型22-24
• 2.4.3 按需驱动类型24-25
• 2.4.4 混合驱动类型25-26
• 2.5 Ad Hoc网络典型路由协议仿真26-32
• 2.5.1 性能评价指标27-28
• 2.5.2 进行仿真并分析结果28-32
• 2.6 本章小结32-34
• 第三章 AODV协议分析及其改进34-52
• 3.1 AODV协议概述34-35
• 3.1.1 AODV简介34
• 3.1.2 AODV路由协议常用术语34-35
• 3.2 AODV控制消息格式35-37
• 3.3 AODV路由协议基本原理37-41
• 3.3.1 AODV路由发现37-39
• 3.3.2 AODV路由协议路由维护39-40
• 3.3.3 AODV路由表的管理40-41
• 3.4 AODV路由协议存在的问题41-42
• 3.5 AODV路由协议改进思想42-51
• 3.5.1 节点拥塞算法模型43-44
• 3.5.2 AODVH协议原理44-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第四章 协议仿真与性能分析52-70
• 4.1 NS2简介52-55
• 4.1.1 原理52-54
• 4.1.2 NS2进行网络仿真的方法和过程54-55
• 4.2 AODVH协议仿真55-61
• 4.2.1 协议性能评估指标55-56
• 4.2.2 建立仿真场景56-58
• 4.2.3 编写Otc l脚本与分析trace文件58-61
• 4.3 仿真结果分析61-68
• 4.3.1 不同节点速度的情况61-65
• 4.3.2 不同暂停时间的情况65-68
• 4.4 本章小结68-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 总结70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 附录A (硕士期间发表论文与科研成果)80

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